CN110415489A - 基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，分应急平台均通信于主应急平台；分应急平台均设置有用于采集现场数据的采集模块；采集模块采集现场数据，分应急平台将现场数据处理后发送至主应急平台；主应急平台将处理后的现场数据与地理信息结合生成灾害预警数据；当灾害预警数据超过警戒值时，主应急平台向分应急平台发出预警；分应急平台根据地理信息将预警信息发送至超过警戒值的灾害预警数据对应的地区。本发明基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，通过设置上述平台，实现了在地质灾害发生时，对地质灾害及其次生灾害的全面预警，并且为后续的救援工作和撤离工作提供很好的参考。

Description

基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统

技术领域

本发明涉及地质灾害预警技术，具体涉及基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统。

背景技术

地质灾害是指在地球的发展演化过程中，由各种地质作用形成的灾害性地质事件。地质灾害在时间和空间上的分布变化规律，既受制于自然环境，又与人类活动有关，往往是人类与自然界相互作用的结果。地质灾害是以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下，地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等,危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。不良地质现象通常叫做地质灾害，是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境，降低了环境质量，直接或间接危害人类安全，并给社会和经济建设造成损失的地质事件。

在现有技术中对于地质灾害的预警普遍采用单线式预警，即一个预警数据触发一个警报，但是地质灾害的发生是一个复杂的地质过程，可能会同时出现多种警报信号，这就使得远程监控的人员无法准确的判断地质灾害的具体情况，降低了地质灾害预警的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中远程监控的人员无法准确的判断地质灾害的具体情况，降低了地质灾害预警的效率，目的在于提供基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，包括主应急平台和多个分应急平台；所述分应急平台均通信于主应急平台；所述分应急平台均设置有用于采集现场数据的采集模块；所述采集模块采集现场数据，所述分应急平台将现场数据处理后发送至主应急平台；所述主应急平台将处理后的现场数据与地理信息结合生成灾害预警数据；当灾害预警数据超过警戒值时，所述主应急平台向分应急平台发出预警；所述分应急平台根据所述地理信息将预警信息发送至超过警戒值的灾害预警数据对应的地区。

本发明应用时，分应急平台需要接受其下属的各种采集模块采集的数据，并对数据进行预处理后发送到主应急平台；在主应急平台中，发明人创造性的采用了地理信息和现场数据结合的方式；地质灾害的发生是一个非常复杂的过程，一种地质灾害的发生往往会带来大量的次生灾害，例如大量降雨除了会造成洪水灾害外，也会极大的提高发生泥石流的概率，本发明这种结合的方式，可以在形成的灾害预警数据中完整呈现地质灾害及其次生灾害在一个地理区域内的状况，并且根据这种状况作出预警；同时结合以后生成的灾害预警数据可以为后续救援工作和撤离工作提供很好的参考，避免了在发生救援撤离时，救援撤离人员再次陷入其他灾害区域。本发明通过设置上述平台，实现了在地质灾害发生时，对地质灾害及其次生灾害的全面预警，并且为后续的救援工作和撤离工作提供很好的参考。

进一步的，所述主应急平台还用于根据所述灾害预警数据生成救援路线和撤离路线。

进一步的，所述主应急平台在所述灾害预警数据中，将超过警戒值和低于警戒值小于阈值的地理信息区域去除生成救援撤离数据；当生成救援路线时，选定救援目标，并以所述救援撤离数据作为约束条件采用遗传算法生成救援路线；当生成撤离路线时，根据所述灾害预警数据生成撤离目的地，并以所述救援撤离数据作为约束条件采用遗传算法生成撤离路线。

本发明应用时，当进行救援时，需要规划救援队伍的路线，一般来说需要安排救援队伍走最近的路线快速到达灾害现场进行救援，然而由于地质灾害本身不仅仅是几个点发生的灾害，主要的灾区可能会是很大一个区域，并且会辐射影响周围区域，同时没有发生灾害的区域在救援过程中也可能会变成灾区，如果救援队伍经过这些区域很容易发生危险造成人员伤亡，所以本发明在进行救援线路规划时，需要采用救援撤离数据作为约束条件对灾区和可能变成灾区的区域进行规避，保障救援队伍自身的安全；同理规划撤离路线时，需要先选择避灾地区，这需要根据灾害预警数据进行判断，并且撤离路线的规划也需要采用救援撤离数据作为约束条件对灾区和可能变成灾区的区域进行规避，保障撤离人员的安全；本文中使用的遗传算法是一种最优路线的常用算法，属于现有技术，本发明将这种现有技术应用到这种环境中并创造性的采用了新的约束条件进行求解，极大的提高了救援撤离效率，并保障了救援撤离人员的安全。

进一步的，所述多个分应急平台包括国土应急平台；所述国土应急平台设置的采集模块包括地声监测仪和空气次声监测仪；

当发生泥石流时，所述地声监测仪检测泥石流产生的地声数据；所述空气次声监测仪检测泥石流产生的空气次声数据；所述国土应急平台根据地声数据和空气次声数据得到泥石流的准确数据并发送至主应急平台。

进一步的，所述国土应急平台根据接收到的空气次声数据和地声数据的时间差获取泥石流发生的准确位置。

进一步的，所述国土应急平台接收空气次声数据和地声数据，并将所述空气次声数据和地声数据进行拟合获取泥石流产生的精确次生信号。

本发明应用时，发明人发现在泥石流发生时，由于传播介质的不同，地声数据和空气次声数据中的次生数据会表现出不同的传播时间和不同的特性；根据接收到的空气次声数据和地声数据的时间差就可以获取泥石流发生的准确位置，而将空气次声数据和地声数据进行拟合就可以获取精确的次生信号，从而便于对泥石流进行准确的分析。

进一步的，所述多个分应急平台还包括防震应急平台、林业应急平台、气象应急平台和水务应急平台。

进一步的，所述水务应急平台监测雨量数据和水位数据，预警发生山洪和洪水灾害的可能性；

所述气象应急平台综合气象六要素数据；所述气象六要素数据包括雨量、空气温度、空气湿度、气压、风力、风向；所述气象应急平台还用于进行监测站管理，实时监测数据查看和历史数据查询统计；所述林业应急平台用于烟雾传感器管理，隐患火点管理，防护栅栏管理和消防车管理；所述防震应急平台用于地震波监测点管理，监测数据实时查看，应急队伍管理，应急物资管理和安置点管理。

本发明应用时，本发明将多种分应急平台集成在一起，实现了对地质灾害及其次生灾害的全面监控。

进一步的，所述水务应急平台预设超前预警阈值数据，所述超前预警阈值数据小于报警值；

所述超前预警阈值数据采用预留撤离时间的方式获取；所述超前预警阈值数据采用历史数据中到达报警值之前预留撤离时间时的监测数据。

本发明应用时，在现有技术中，报警值的设置一般是灾害达到一定危险的值，但是在实际进行撤离时，由于人员动员等因素造成撤离的准备需要一个较长的时间，所以发明人创造性的采用了预留撤离时间的方式进行规划，预留撤离时间是给人员撤离留出的准备时间，在历史数据中出现报警值时，以该报警值为节点将时间向前反推，反推的量为预留撤离时间，反推以后的数据即为超前预警阈值数据，这样就预留出了人员撤离准备时间，提高了撤离的安全性。

进一步的，所述地理信息包括地理坐标和各区域之间的线路信息；

当所述主应急平台将处理后的现场数据与地理信息结合生成灾害预警数据时，所述主应急平台根据现场数据所在的坐标将现场数据赋值于地理信息上，并在地理信息划分出预设区域；当预设区域内任意一项数据超限时将改预设区域内的线路信息标注为危险，并在规划撤离和救援路线时避开标注为危险的线路。

本发明应用时，预设区域的数量一般为多个，划分原则需要依据地质灾害的影响范围进行确定，划分后相当于将一整个区域分成了多个小块，当预设区域出现危险时，就认定这个预设区域无法通行，将这个区域标注便于后续路线的生成。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，通过设置上述平台，实现了在地质灾害发生时，对地质灾害及其次生灾害的全面预警，并且为后续的救援工作和撤离工作提供很好的参考。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，包括主应急平台和多个分应急平台；所述分应急平台均通信于主应急平台；所述分应急平台均设置有用于采集现场数据的采集模块；所述采集模块采集现场数据，所述分应急平台将现场数据处理后发送至主应急平台；所述主应急平台将处理后的现场数据与地理信息结合生成灾害预警数据；当灾害预警数据超过警戒值时，所述主应急平台向分应急平台发出预警；所述分应急平台根据所述地理信息将预警信息发送至超过警戒值的灾害预警数据对应的地区。

本实施例实施时，分应急平台需要接受其下属的各种采集模块采集的数据，并对数据进行预处理后发送到主应急平台；在主应急平台中，发明人创造性的采用了地理信息和现场数据结合的方式；地质灾害的发生是一个非常复杂的过程，一种地质灾害的发生往往会带来大量的次生灾害，例如大量降雨除了会造成洪水灾害外，也会极大的提高发生泥石流的概率，本发明这种结合的方式，可以在形成的灾害预警数据中完整呈现地质灾害及其次生灾害在一个地理区域内的状况，并且根据这种状况作出预警；同时结合以后生成的灾害预警数据可以为后续救援工作和撤离工作提供很好的参考，避免了在发生救援撤离时，救援撤离人员再次陷入其他灾害区域。本发明通过设置上述平台，实现了在地质灾害发生时，对地质灾害及其次生灾害的全面预警，并且为后续的救援工作和撤离工作提供很好的参考。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述主应急平台还用于根据所述灾害预警数据生成救援路线和撤离路线。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述主应急平台在所述灾害预警数据中，将超过警戒值和低于警戒值小于阈值的地理信息区域去除生成救援撤离数据；当生成救援路线时，选定救援目标，并以所述救援撤离数据作为约束条件采用遗传算法生成救援路线；当生成撤离路线时，根据所述灾害预警数据生成撤离目的地，并以所述救援撤离数据作为约束条件采用遗传算法生成撤离路线。

本实施例实施时，当进行救援时，需要规划救援队伍的路线，一般来说需要安排救援队伍走最近的路线快速到达灾害现场进行救援，然而由于地质灾害本身不仅仅是几个点发生的灾害，主要的灾区可能会是很大一个区域，并且会辐射影响周围区域，同时没有发生灾害的区域在救援过程中也可能会变成灾区，如果救援队伍经过这些区域很容易发生危险造成人员伤亡，所以本发明在进行救援线路规划时，需要采用救援撤离数据作为约束条件对灾区和可能变成灾区的区域进行规避，保障救援队伍自身的安全；同理规划撤离路线时，需要先选择避灾地区，这需要根据灾害预警数据进行判断，并且撤离路线的规划也需要采用救援撤离数据作为约束条件对灾区和可能变成灾区的区域进行规避，保障撤离人员的安全；本文中使用的遗传算法是一种最优路线的常用算法，属于现有技术，本发明将这种现有技术应用到这种环境中并创造性的采用了新的约束条件进行求解，极大的提高了救援撤离效率，并保障了救援撤离人员的安全。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述多个分应急平台包括国土应急平台；所述国土应急平台设置的采集模块包括地声监测仪和空气次声监测仪；

当发生泥石流时，所述地声监测仪检测泥石流产生的地声数据；所述空气次声监测仪检测泥石流产生的空气次声数据；所述国土应急平台根据地声数据和空气次声数据得到泥石流的准确数据并发送至主应急平台。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述国土应急平台根据接收到的空气次声数据和地声数据的时间差获取泥石流发生的准确位置。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述国土应急平台接收空气次声数据和地声数据，并将所述空气次声数据和地声数据进行拟合获取泥石流产生的精确次生信号。

本实施例实施时，发明人发现在泥石流发生时，由于传播介质的不同，地声数据和空气次声数据中的次生数据会表现出不同的传播时间和不同的特性；根据接收到的空气次声数据和地声数据的时间差就可以获取泥石流发生的准确位置，而将空气次声数据和地声数据进行拟合就可以获取精确的次生信号，从而便于对泥石流进行准确的分析。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述多个分应急平台还包括防震应急平台、林业应急平台、气象应急平台和水务应急平台。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述水务应急平台监测雨量数据和水位数据，预警发生山洪和洪水灾害的可能性；

所述气象应急平台综合气象六要素数据；所述气象六要素数据包括雨量、空气温度、空气湿度、气压、风力、风向；所述气象应急平台还用于进行监测站管理，实时监测数据查看和历史数据查询统计；所述林业应急平台用于烟雾传感器管理，隐患火点管理，防护栅栏管理和消防车管理；所述防震应急平台用于地震波监测点管理，监测数据实时查看，应急队伍管理，应急物资管理和安置点管理。

本实施例实施时，本发明将多种分应急平台集成在一起，实现了对地质灾害及其次生灾害的全面监控。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述水务应急平台预设超前预警阈值数据，所述超前预警阈值数据小于报警值；

所述超前预警阈值数据采用预留撤离时间的方式获取；所述超前预警阈值数据采用历史数据中到达报警值之前预留撤离时间时的监测数据。

本实施例实施时，在现有技术中，报警值的设置一般是灾害达到一定危险的值，但是在实际进行撤离时，由于人员动员等因素造成撤离的准备需要一个较长的时间，所以发明人创造性的采用了预留撤离时间的方式进行规划，预留撤离时间是给人员撤离留出的准备时间，在历史数据中出现报警值时，以该报警值为节点将时间向前反推，反推的量为预留撤离时间，反推以后的数据即为超前预警阈值数据，这样就预留出了人员撤离准备时间，提高了撤离的安全性。

为了进一步说明本实施例的工作过程，所述地理信息包括地理坐标和各区域之间的线路信息；

当所述主应急平台将处理后的现场数据与地理信息结合生成灾害预警数据时，所述主应急平台根据现场数据所在的坐标将现场数据赋值于地理信息上，并在地理信息划分出预设区域；当预设区域内任意一项数据超限时将改预设区域内的线路信息标注为危险，并在规划撤离和救援路线时避开标注为危险的线路。

本实施例实施时，预设区域的数量一般为多个，划分原则需要依据地质灾害的影响范围进行确定，划分后相当于将一整个区域分成了多个小块，当预设区域出现危险时，就认定这个预设区域无法通行，将这个区域标注便于后续路线的生成。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，包括主应急平台和多个分应急平台；所述分应急平台均通信于主应急平台；所述分应急平台均设置有用于采集现场数据的采集模块；所述采集模块采集现场数据，所述分应急平台将现场数据处理后发送至主应急平台；

所述主应急平台将处理后的现场数据与地理信息结合生成灾害预警数据；当灾害预警数据超过警戒值时，所述主应急平台向分应急平台发出预警；所述分应急平台根据所述地理信息将预警信息发送至超过警戒值的灾害预警数据对应的地区。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述主应急平台还用于根据所述灾害预警数据生成救援路线和撤离路线。

3.根据权利要求2所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述主应急平台在所述灾害预警数据中，将超过警戒值和低于警戒值小于阈值的地理信息区域去除生成救援撤离数据；

当生成救援路线时，选定救援目标，并以所述救援撤离数据作为约束条件采用遗传算法生成救援路线；

当生成撤离路线时，根据所述灾害预警数据生成撤离目的地，并以所述救援撤离数据作为约束条件采用遗传算法生成撤离路线。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述多个分应急平台包括国土应急平台；所述国土应急平台设置的采集模块包括地声监测仪和空气次声监测仪；

当发生泥石流时，所述地声监测仪检测泥石流产生的地声数据；所述空气次声监测仪检测泥石流产生的空气次声数据；所述国土应急平台根据地声数据和空气次声数据得到泥石流的准确数据并发送至主应急平台。

5.根据权利要求4所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述国土应急平台根据接收到的空气次声数据和地声数据的时间差获取泥石流发生的准确位置。

6.根据权利要求4所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述国土应急平台接收空气次声数据和地声数据，并将所述空气次声数据和地声数据进行拟合获取泥石流产生的精确次生信号。

7.根据权利要求4所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述多个分应急平台还包括防震应急平台、林业应急平台、气象应急平台和水务应急平台。

8.根据权利要求7所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述水务应急平台监测雨量数据和水位数据，预警发生山洪和洪水灾害的可能性；

所述气象应急平台综合气象六要素数据；所述气象六要素数据包括雨量、空气温度、空气湿度、气压、风力、风向；所述气象应急平台还用于进行监测站管理，实时监测数据查看和历史数据查询统计；所述林业应急平台用于烟雾传感器管理，隐患火点管理，防护栅栏管理和消防车管理；所述防震应急平台用于地震波监测点管理，监测数据实时查看，应急队伍管理，应急物资管理和安置点管理。

9.根据权利要求8所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述水务应急平台预设超前预警阈值数据，所述超前预警阈值数据小于报警值；

所述超前预警阈值数据采用预留撤离时间的方式获取；所述超前预警阈值数据采用历史数据中到达报警值之前预留撤离时间时的监测数据。

10.根据权利要求1所述的基于无线传感与通信技术的地质灾害预警监测系统，其特征在于，所述地理信息包括地理坐标和各区域之间的线路信息；

当所述主应急平台将处理后的现场数据与地理信息结合生成灾害预警数据时，所述主应急平台根据现场数据所在的坐标将现场数据赋值于地理信息上，并在地理信息划分出预设区域；当预设区域内任意一项数据超限时将改预设区域内的线路信息标注为危险，并在规划撤离和救援路线时避开标注为危险的线路。